• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.11
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• pp.929-938
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• 2020

In this study, we estimated missing evapotranspiration (ET) data at a eddy-covariance flux tower in the Cheongmicheon farmland site using the Artificial Neural Network (ANN). The ANN showed excellent performance in numerical analysis and is expanding in various fields. To evaluate the performance the ANN-based gap-filling, ET was calculated using the existing gap-filling methods of Mean Diagnostic Variation (MDV) and Food and Aggregation Organization Penman-Monteith (FAO-PM). Then ET was evaluated by time series method and statistical analysis (coefficient of determination, index of agreement (IOA), root mean squared error (RMSE) and mean absolute error (MAE). For the validation of each gap-filling model, we used 30 minutes of data in 2015. Of the 121 missing values, the ANN method showed the best performance by supplementing 70, 53 and 84 missing values, respectively, in the order of MDV, FAO-PM, and ANN methods. Analysis of the coefficient of determination (MDV, FAO-PM, and ANN methods followed by 0.673, 0.784, and 0.841, respectively.) and the IOA (The MDV, FAO-PM, and ANN methods followed by 0.899, 0.890, and 0.951 respectively.) indicated that, all three methods were highly correlated and considered to be fully utilized, and among them, ANN models showed the highest performance and suitability. Based on this study, it could be used more appropriately in the study of gap-filling method of flux tower data using machine learning method.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.178-183
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• 2004

Hydrological models simulate the land phase component of the water cycle and provide a mechanism for evaluating the effects of climatic variation and change on water resources. Evapotranspiration(ET) is a critical process within hydrological models. This study evaluates five different methods for estimating ET in the SLURP(Semi-distrubuted Land Use Runoff Process)model, in the Yongdam basin. The five ET methods were the FAO Penman-Monteith, Motorn CRAE(Complementary Relationship Area Evapotranspiration), the Spittlehouse-Black, the Granger, the Linarce model. We evaluated the five ET models, based on the ability of SLURP model to simulate daily streamflow. and How the five ET methods influence the sensitivity of simulated streamflow to changes in key model parameters and validation SLURP independently for each ET methods.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.458-458
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• 2017

증발산은 지표면으로부터의 증발이나 식물에 의한 증산에 의해 유역으로부터 물이 제거되는 주요 기작으로서, 유역 물수지 관점에서 보았을 때 강수량과 증발산량의 차이로부터 유출이나 함양되는 양을 추정할 수 있다. 제주도의 경우에는 수자원 이용량의 약 84%를 지하수에 의존하고 있으며, 한편으로 제주도의 지질학적 특성으로 인해 일정 규모 이하의 강수량은 지표유출이나 중간유출의 과정없이 대부분 지하로 침투되기 때문에, 증발산량을 정확하게 파악하는 것이 지하수 함양량의 추정과 제주도 전체 수자원 계획에 큰 영향을 주게 된다. 정확한 증발산량 파악을 위해서는 지속적인 관측과 전문적인 계측장비 등에 의한 직접적인 방법이 있으나 광범위한 유역 단위의 관측값을 확보하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에, 물수지법, 열수지법, 공기역학적방법 및 조합방법 등의 간접적인 방법이 많이 활용되고 있다. 간접적인 방법으로 많이 활용되고 있는 Penman-Monteith 법은 일 단위 기반의 정확도 높은 증발산량을 추정할 수 있는 장점이 있으나, 작물생육단계 및 토양수분, 기상 등 많은 변수들에 대한 입력을 요구하고 있기 때문에 복잡한 모델링 과정을 수반하게 되는 단점을 내포하고 있다. 반면, Morton (1978)의 CRAE (Complementary Relationship Areal Evapotranspiration)나 Priestly and Taylor (1973)의 AA (Advection-Aridity)와 같이 잠재증발산량과 실제증발산량간의 보완관계를 이용하는 방법은 지역적인 인자 또는 가용 수분에 대한 조건없이 몇 가지 기상자료만으로 유역의 증발산량을 산정할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 제주도 지역의 4개 하천유역(한천, 천미천, 강정천, 외도천)을 대상으로, Penman-Monteith 법을 적용한 SWAT 모델링를 통해 얻어진 유역의 실제증발산량과 잠재증발산량으로부터, 고도에 따른 기상특성을 반영하여 증발산 보완관계를 검토하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.2
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• pp.212-228
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• 2008

Five representative reference evapotranspiration(RET) equations were selected, and these equations were compared with pan evaporation by correlation analysis. Pan coefficients were also estimated. Furthermore, five selected RET equations were compared to find the similarity among those at the 21 meteorological stations located in South Korea. Five RET equations selected from 4 different category were Penman(combination approach), FAO Penman-Monteith(FAO P-M) (single source approach), Makkink and Priestley-Taylor (radiation approach) and Hargreaves(temperature approach) equations. In this study, the geographical and topographical conditions were considered for the selection of study stations. The daily meteorological data measured from 1970 at an interval of 5 years were applied in this study. The evapotranspiration estimates obtained by applying evapotranspiration equations were evaluated with numerical and graphical methods. The correlation coefficients between pan evaporation and RET in study stations were above 0.9 indicating very high correlation; however, the slopes of the individual regression lines show the values greater or less than 1.0. Hargreaves equation(temperature approach) shows the most similar evapotranspiration estimates to those of FAO P-M equation from 12 study stations, which are located near to seashore except Daegu station. On the other hand, Priestley-Taylor equation(radiation approach) shows the most similar evapotranspiration estimates to those of FAO P-M equation from 8 study stations, which are located in inland.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.8 no.4
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• pp.1-13
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• 2005

In the process of a hydrology circulation, evapotranspiration is considered a very important factor to build a plan for the development of water resources and to operate water resources system. This study purposes to estimate daily potential evapotranspiration quantity in consideration of energy factors of the surface by using spatial information such as Landsat TM (ETM+) data, DEM and Landcover. Kyounan-cheon, Han River is selected as a target area, and landcover is divided by vegetation and non-vegetation covered area. Penman-Monteith equation which considers leaf-area index is used to estimate potential evapotranspiration quantity of vegetation covered area. The combination method (energy burget and aerodynamic method) is used in non-vegetation covered area. Among the input data for estimating potential evapotranspiration, NDVI, SR and Albedo is formed by Landsat, TM and ETM+ from 1986 through 2002. ground heat flux is estimated by using NDVI distribution map, LAI distribution map is drawn by using SR distribution map. The result of estimation shows that the average potential evapotranspiration in the whole basin is about 1.8-3.2mm/day per each cell. THe results of estimating potential evapotranspiration quantity by each landcover are as follows; water surface 3.6-4.9mm/day, city 1.4-3.1mm/day, bareland 1.4-3.5mm/day, grassland 1.7-3.7mm/day, forest 1.7-3.0mm/day and farmland 1.8-3.6mm/day. The potential evapotranspiration quantity is underestimated in comparison with observed evaporation data by evaporation pan, but it is considered that it has physical propriety.

• Proceedings of The Korean Society of Agricultural and Forest Meteorology Conference
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• 2003.09a
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• pp.82-86
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• 2003

육역 생태계에서 지면 증발과 식물 증산에 의한 증발산(evapotranspiration)은 대상 지역의 수자원 관리 및 에너지 순환 이해를 위한 가장 기본적인 정보가 되므로 그 정도의 정량화 자료 구축은 매우 의미 있는 작업이다. 경험식을 바탕으로 한 Penman-Monteith 방정식은 증발산량의 계산을 위해서 널리 쓰이고 있는 방법인데 (Allen et al., 1989; Jesen et al., 1990), 이를 통해서 잠재 증발산(potential evapotranspiration)을 도출해 낼 수 있다.(중략)

• Journal of the Korean earth science society
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• v.38 no.6
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• pp.395-404
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• 2017

In this study, we classified observed fog events in the Middle Nakdong River near Gumi and analyzed the meteorological characteristics before and after the fog formation. The observation was performed from 2013 to 2015 using visibility meter. A total of 74 fog events were observed and most of them were classified as steam fog. The duration of observed steam fogs was longer than that of typical inland fogs because the nocturnal evaporation from the water surface was enhanced by the topographical characteristics. In order to analyze the effect of evaporation from the stream on the fog duration, the evaporation was estimated using the Penman-Monteith and the Bulk aerodynamic methods. The estimated evaporation by the Bulk method was similar to the actual evaporation from the water surface. Therefore, the Bulk method is suitable for estimating the evaporation from water surface. The evaporation amount, estimated by using the Bulk method was higher on fog days than non-fog days at 06 LST and 07 LST. The added evaporation of fog days released latent heat to the atmosphere and provided energy to maintain the turbulence in the fog. This phenomenon was confirmed by the increase of wind speed, temperature and turbulent kinetic energy within the fog.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.987-991
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• 2008

본 연구에서는 과거 제안된 5가지의 기준증발산식으로부터 산정된 증발산량과 pan 증발량을 이용하여 상관분석을 실시하였고 pan 계수를 산정하였다. 또한 우리나라 21개 기상관측지점에서 과거 제안된 5가지의 기준증발산식들을 비교하고 그 유사성을 알아보았다. 비교 검토된 기준증발산식은 4가지 방법으로 분류하였으며, 분류된 방법 중에서 각기 대표적인 기준증발산량 산정식을 선정하여 적용하였다. 적용된 기준증발산식은 에너지와 공기동력항의 조합법에 근거한 Penman 식, 단일근원법에 근거한 FAO Penman-Monteith(FAO P-M) 식, 복사자료를 이용한 방법인 Makkink 식과 Priestley-Taylor 식, 그리고 기온자료에 근거한 방법인 Hargreaves 식 등이다. 연구지역 선정을 위하여 기상관측지점이 있는 지역의 지리 및 지형조건을 고려하였다. 사용된 기상자료는 1970년부터 5년 간격으로 8개년의 일별 기상자료를 사용하였다. 적용결과는 수치 및 시계열 도시방법을 통하여 비교하였다. 분석결과에 의하면 대부분의 지역에서 기준증발산식과 pan 증발량과는 0.9 이상의 높은 상관관계를 보이고 있으나, pan 증발량과 비교하여 회귀식의 경사가 1.0보다 크거나 작은 경향을 보이고 있다. 전국 21개 연구지역 중에서 12개 지역에서 대기온도자료에 기초한 Hargreaves 식이 FAO P-M 식과 가장 유사한 것으로 나타났는데, 이들 지역은 대구지역을 제외하고 해안지역에 위치하고 있다. 반면에 내륙에 위치한 8개 지역에서 복사량자료에 기초한 Priestley-Taylor 식이 FAO P-M 식과 유사한 것으로 나타났다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.9
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• pp.745-758
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• 2004

Hydrological models simulate the land phase components of the water cycle and provide a mechanism for evaluating the effects of climatic variation and change on water resources. Evapotranspiration(ET) is a critical process within hydrological models. This study evaluates five different methods for estimating ET in the SLURP(Semi-distributed Land Use Runoff Process)model, in the Yongdam basin. The five ET methods were the FAO Penman-Monteith, Morton CRAE (Complementary Relationship Area Evapotranspiration), the Spittlehouse-Black, the Granger, the Linacre model. We evaluated the five ET models, based on the ability of SLURP model to simulate daily streamflow, and How the five ET methods influence the sensitivity of simulated streamflow to changes in key model parameters and validation SLURP independently for each ET methods. The results showed that the Merton CRAE model had more physical significance and gave better agreement simulated stream flow and recorded flows. It noted that the Morton CRAE model might be more appropriate for the simulation of the actual evapotranspiration in SLURP hydrologic model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.6-6
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• 2016

최근 전 지구적인 기후 변화에 따라 수문 순환을 이루고 있는 다양한 수문 기상 인자들의 변동성에 영향을 미치고 있다. 특히, 증발산은 수문순환을 구성하는 중요한 인자로서 대기와 지표간의 상호 작용을 파악하기 위해서는 이에 대한 정확한 이해 및 산정이 필수적이다. 일반적으로 증발산량을 산정하기 위해서 증발 접시 및 에디 공분산 기반 플럭스 타워에서 관측된 지점 자료만을 이용하여 증발산량의 변동성을 파악하는 연구들이 수행되어왔다. 그러나 지점 자료만을 이용하여 증발산량을 산출하게 되면 공간적인 변동성을 파악하는데 있어서 한계점이 발생하게 된다. 이러한 제약 사항을 해결하기 위해서, 인공위성 기반의 수문 기상인자를 물리식 기반 증발산량 산정식의 입력 자료로 구축하여 증발산량을 산정하고 이에 대한 시 간적인 변동성을 파악하는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 인공위성 기반 증발산량 산정 알고리즘의 대표적인 예로 공기동역학적 항과 에너지 수지 항들을 동시에 고려할 수 있는 Penman-Monteith 방법을 근간으로 수정하여 만들어낸 Remote Sensing based Penman-Monteith (RS-PM) 알고리즘이 있다. 그러나 RS-PM 기반의 증발산량 경우 태양복사열, 풍속, 온도, 습도와 같은 많은 수문기상인자들이 입력 자료를 요구한다. 이에 따라, 본 연구에서는 기존의 방법에 비해 상대적으로 적은 입력 자료를 사용하는 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT) algorithm의 적용성을 평가하기 위해 MODerate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료를 이용하여 한반도에서 순복사에너지 (Net radiation) 및 실제 증발산량 (Actual evapotranspiration)을 산정하였다. 또한, 이에 대한 검증을 위해 청미천 유역에 설치되어있는 에디 공분산 기반 플럭스 타워에서 관측된 순복사 에너지 및 실제 증발산량에 대한 통계적 검증을 실시하였다.